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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK HF-Generatoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur Die wichtigste Einheit eines jeden Senders ist also der Generator. Es hängt davon ab, wie stabil und genau der Generator arbeitet, ob jemand das gesendete Signal auffangen und normal empfangen kann. In unserem geliebten Internet gibt es einfach viele verschiedene Fehlerprogramme, die verschiedene Generatoren verwenden. Jetzt klassifizieren wir diese Menge ein wenig. Die Bewertungen der Details aller oben genannten Schaltungen werden unter Berücksichtigung der Tatsache berechnet, dass die Betriebsfrequenz der Schaltung 60 ... 110 MHz beträgt (d. h. sie deckt unser bevorzugtes UKW-Band ab). "Klassiker des Genres"
Der Transistor ist nach der Basisschaltung angeschlossen. Der Widerstandsspannungsteiler R1-R2 erzeugt einen Arbeitspunktversatz an der Basis. Der Kondensator C3 überbrückt R2 mit hoher Frequenz. R3 ist in der Emitterschaltung enthalten, um den durch den Transistor fließenden Strom zu begrenzen. Kondensator C1 und Spule L1 bilden einen frequenzeinstellenden Schwingkreis. Conder C2 liefert die für die Erzeugung erforderliche positive Rückkopplung (PFC). Generierungsmechanismus Ein vereinfachtes Diagramm kann wie folgt dargestellt werden:
Anstelle eines Transistors setzen wir ein bestimmtes „Element mit negativem Widerstand“ ein. Im Wesentlichen handelt es sich um ein verstärkendes Element. Das heißt, der Strom an seinem Ausgang ist größer als der Strom am Eingang (das ist also eine List). An den Eingang dieses Elements ist ein Schwingkreis angeschlossen. Vom Ausgang des Elements wird eine Rückkopplung an denselben Schwingkreis angelegt (über den Kondensator C2). Wenn also der Strom am Eingang des Elements ansteigt (der Schleifenkondensator wird aufgeladen), steigt auch der Strom am Ausgang. Durch die Rückkopplung wird es in den Schwingkreis zurückgekoppelt – es kommt zu einer „Einspeisung“. Dadurch stabilisieren sich ungedämpfte Schwingungen im Stromkreis. Alles war einfacher als gedämpfte Rüben (wie immer). Sorten Im grenzenlosen Internet findet man immer noch eine solche Implementierung des gleichen Generators:
Die Schaltung heißt "kapazitiver Dreipunkt". Das Prinzip der Arbeit ist das gleiche. In all diesen Schaltungen kann das erzeugte Signal entweder direkt vom VT 1-Kollektor abgenommen werden, oder es kann hierfür eine an die Schleifenspule angeschlossene Koppelspule verwendet werden. Induktiver Dreipunkt Ich wähle dieses Schema, und ich rate Ihnen.
R1 - begrenzt den Generatorstrom, R2 - setzt den Basis-Offset, C1, L1 - Schwingkreis, C2 - Conder PIC Spule L1 hat einen Abgriff, an den der Emitter des Transistors angeschlossen ist. Dieser Abgriff sollte nicht genau in der Mitte liegen, sondern näher am „kalten“ Ende der Spule (also demjenigen, das mit dem Stromkabel verbunden ist). Außerdem kann man überhaupt nicht klopfen, sondern eine zusätzliche Spule wickeln, also einen Transformator herstellen:
Diese Schemata sind identisch. Erzeugungsmechanismus: Um zu verstehen, wie ein solcher Generator funktioniert, schauen wir uns das genau an zweites Schema. In diesem Fall ist die linke Wicklung (gemäß dem Schema) sekundär, die rechte Wicklung primär. Wenn die Spannung an der oberen Platte C1 ansteigt (d. h. der Strom in der Sekundärwicklung fließt „nach oben“), wird über den Rückkopplungskondensator C2 ein Öffnungsimpuls an die Basis des Transistors angelegt. Dadurch liefert der Transistor Strom an die Primärwicklung. Dieser Strom führt zu einem Anstieg des Stroms in der Sekundärwicklung. Es gibt eine Energieversorgung. Generell ist auch alles ganz einfach. Sorten Mein kleines Know-how: Sie können eine Diode zwischen Masse und Basis schalten:
Diese Diode beschleunigt das Aufladen von C2, was zu einer Erhöhung der Leistung des erzeugten Signals führt. Allerdings führt dies gleichzeitig zu nichtlinearen Verzerrungen im Signal, sodass Sie am Ausgang Tiefpassfilter installieren müssen, um parasitäre Oberwellen zu unterdrücken. Das Signal in all diesen Schaltungen wird vom Emitter des Transistors oder über eine zusätzliche Koppelspule direkt aus der Schaltung entnommen. Zweitaktgenerator für die Faulen Die einfachste Generatorschaltung, die ich je gesehen habe:
In dieser Schaltung ist die Ähnlichkeit mit einem Multivibrator leicht zu erkennen. Ich erzähle Ihnen mehr – das ist der Multivibrator. Lediglich anstelle von Kondensator- und Widerstandsverzögerungsschaltungen (RC-Schaltungen) werden hier Induktivitäten verwendet. Der Widerstand R1 stellt den Strom durch die Transistoren ein. Darüber hinaus wird die Generation ohne sie einfach nicht funktionieren. Generierungsmechanismus Nehmen wir an, VT1 öffnet, der Kollektorstrom VT1 fließt durch L1. Dementsprechend ist VT2 geschlossen, der Öffnungsbasisstrom VT2 fließt durch L1. Da der Widerstand der Spulen jedoch 100 ... 1000-mal geringer ist als der Widerstand des Widerstands R1, sinkt die Spannung an ihnen bis zum vollständigen Öffnen des Transistors auf einen sehr kleinen Wert und der Transistor schließt. Aber! Da vor dem Schließen des Transistors ein großer Kollektorstrom durch L1 floss, tritt im Moment des Schließens ein Spannungsstoß (Selbstinduktions-EMK) auf, der der Basis von VT2 zugeführt wird und ihn öffnet. Alles beginnt von vorne, nur mit einem anderen Generatorarm. Usw… Dieser Generator hat nur ein Plus: die einfache Herstellung. Der Rest sind Nachteile. Da es keine eindeutige zeitliche Verknüpfung (Schwingkreis oder RC-Kreis) gibt, ist es sehr schwierig, die Frequenz eines solchen Generators zu berechnen. Dies hängt von den Eigenschaften der verwendeten Transistoren, der Versorgungsspannung, der Temperatur usw. ab. Im Allgemeinen ist es besser, diesen Generator nicht für ernsthafte Zwecke zu verwenden. Im Mikrowellenbereich wird es jedoch recht häufig eingesetzt. Doppelgenerator für die Fleißigen Ein weiterer Generator, den wir betrachten werden, ist ebenfalls ein Push-Pull. Es enthält jedoch einen Schwingkreis, der seine Parameter stabiler und vorhersehbarer macht. Obwohl es eigentlich auch ganz einfach ist. Hier ist es
Was sehen wir hier? Wir sehen den Schwingkreis L1 C1, Und dann sehen wir jede Kreatur paarweise: Zwei Transistoren: VT1, VT2 Zwei Rückkopplungskondensatoren: C2, C3 Zwei Vorspannungswiderstände: R1, R2 Ein erfahrenes Auge (und kein sehr erfahrenes) wird in dieser Schaltung auch Ähnlichkeiten mit einem Multivibrator feststellen. Nun, es ist, was es ist! Was ist an diesem Schema bemerkenswert? Ja, denn durch die Verwendung von Push-Pull-Schaltung können Sie im Vergleich zu den Schaltungen von 1-Takt-Generatoren bei gleicher Versorgungsspannung und unter Verwendung der gleichen Transistoren eine doppelte Leistung entwickeln. Wie! Nun ja, im Allgemeinen hat sie fast keine Mängel :) Generierungsmechanismus Wenn der Kondensator in die eine oder andere Richtung aufgeladen wird, fließt Strom durch einen der Rückkopplungskondensatoren zum entsprechenden Transistor. Der Transistor schaltet sich ein und fügt Energie in die „richtige“ Richtung hinzu. Das ist alles Weisheit. Ich habe keine besonders ausgefeilten Versionen dieses Schemas gesehen ... Jetzt für etwas Kreativität. Logikgenerator Wenn Ihnen die Verwendung von Transistoren im Generator veraltet, umständlich oder aus religiösen Gründen inakzeptabel erscheint, gibt es einen Ausweg! Anstelle von Transistoren können auch Chips verwendet werden. Normalerweise wird Logik verwendet: Elemente NICHT, UND-NICHT, ODER-NICHT, seltener - Exklusives ODER. Im Allgemeinen werden nur NICHT-Elemente benötigt, der Rest sind Überschüsse, die nur die Drehzahlparameter des Generators verschlechtern. Werfen Sie einen Blick:
Wir sehen ein schreckliches Schema. Quadrate mit einem Loch auf der rechten Seite sind Umkehrpunkte. Nun, oder - „KEINE Elemente“. Das Loch zeigt lediglich an, dass das Signal invertiert ist. Was ist das NICHT-Element aus Sicht der banalen Gelehrsamkeit? Nun ja, aus der Sicht der Analogtechnik? Das ist richtig, das ist ein Verstärker mit Reverse-Ausgang. Das heißt, bei erhöhen Spannung am Eingang des Verstärkers, die Ausgangsspannung ist proportional zu nimmt ab . Die Wechselrichterschaltung lässt sich (vereinfacht) etwa so darstellen:
Das ist natürlich zu einfach. Aber es ist etwas Wahres daran. Im Moment ist es jedoch nicht so wichtig für uns. Betrachten wir also die Generatorschaltung. Wir haben: Zwei Wechselrichter (DD1.1, DD1.2) Widerstand R1 Schwingkreis L1 C1 Beachten Sie, dass der Schwingkreis in dieser Schaltung in Reihe geschaltet ist. Das heißt, der Kondensator und die Spule liegen nebeneinander. Aber es ist immer noch ein Schwingkreis, er wird nach denselben Formeln berechnet und ist nicht schlechter (und nicht besser) als sein paralleles Gegenstück. Von vorn anfangen. Warum brauchen wir einen Widerstand? Der Widerstand erzeugt eine negative Rückkopplung (OOS) zwischen Ausgang und Eingang des Elements DD1.1. Dies ist notwendig, um die Verstärkung unter Kontrolle zu halten – dies ist eins, und auch – um einen anfänglichen Offset am Eingang des Elements zu erzeugen – das ist zwei. Wie es funktioniert, werden wir irgendwo im Tutorial zur Analogtechnik ausführlich besprechen. Lassen Sie uns zunächst klarstellen, dass sich dank dieses Widerstands am Ausgang und Eingang des Elements bei fehlendem Eingangssignal eine Spannung einstellt, die der Hälfte der Versorgungsspannung entspricht. Genauer gesagt - das arithmetische Mittel der logischen Spannungen „Null“ und „Eins“. Machen wir uns erst einmal keine Sorgen, wir haben noch viel zu tun ... An einem Element haben wir also einen invertierenden Verstärker. Also ein Verstärker, der das Signal „auf den Kopf stellt“: Wenn am Eingang viel ist, ist am Ausgang wenig und umgekehrt. Das zweite Element dient dazu, diesen Verstärker nichtinvertierend zu machen. Das heißt, das Signal wird erneut umgedreht. Und in dieser Form wird das verstärkte Signal dem Ausgang, dem Schwingkreis, zugeführt. Nun, schauen wir uns den Schwingkreis genau an? Wie wird es aktiviert? Rechts! Es wird zwischen Ausgang und Eingang des Verstärkers angeschlossen. Das heißt, es erzeugt positives Feedback (PFC). Wie wir bereits aus der Überprüfung früherer Generatoren wissen, wird POS für einen Generator benötigt, wie Baldrian für eine Katze. Was kann kein Generator ohne POS? Das ist richtig – wach auf. Und beginnen Sie mit der Generierung... Das kennt wahrscheinlich jeder: Wenn man ein Mikrofon an den Eingang des Verstärkers und einen Lautsprecher an den Ausgang anschließt, ertönt ein unangenehmes „Pfeifen“, wenn man das Mikrofon an den Lautsprecher bringt. Das ist nichts weiter als eine Generation. Wir leiten das Signal vom Ausgang des Verstärkers zum Eingang. Es kommt zu einem POS. Dadurch beginnt der Verstärker zu erzeugen. Kurz gesagt, mittels der LC-Kette wird in unserem Generator ein POS erzeugt, der zur Anregung des Generators mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises führt. Nun, ist es schwierig? wenn (schwierig) { wir kratzen (Rübe); Lies erneut; } Lassen Sie uns nun über die Sorten solcher Generatoren sprechen. Erstens können Sie anstelle eines Schwingkreises Quarz einschalten. Sie erhalten einen stabilisierten Oszillator, der mit der Quarzfrequenz arbeitet:
Wenn Sie einen Schwingkreis anstelle eines Widerstands in den OS-Schaltkreis des DD1.1-Elements einbinden, können Sie einen Generator auf Basis von Quarzharmonischen starten. Um eine Harmonische zu erhalten, muss die Resonanzfrequenz des Stromkreises nahe an der Frequenz dieser Harmonischen liegen:
Wenn der Generator aus Elementen UND-NICHT oder ODER-NICHT besteht, müssen die Eingänge dieser Elemente parallel geschaltet und wie bei einem normalen Wechselrichter eingeschaltet werden. Wenn wir XOR verwenden, wird einer der Eingänge jedes Elements mit +-Strom versorgt. Ein paar Worte zu Mikroschaltungen. Es ist vorzuziehen, TTLS- oder schnelle CMOS-Logik zu verwenden. Serie TTLSH: K555, K531, KR1533 Zum Beispiel Mikrochip K1533LN1 - 6 Wechselrichter. CMOS-Serie: KR1554, KR1564 (74 AC, 74 HC), zum Beispiel - KR1554LN1 Im Extremfall - die gute alte Serie K155 (TTL). Da die Frequenzparameter jedoch zu wünschen übrig lassen, würde ich diese Logik nicht verwenden. Die hier betrachteten Generatoren sind bei weitem nicht alles, was Ihnen in diesem schwierigen Leben begegnen kann. Aber wenn man die Grundprinzipien der Funktionsweise dieser Generatoren kennt, wird es viel einfacher sein, die Arbeit anderer zu verstehen, sie zu zähmen und sie für sich arbeiten zu lassen :) Veröffentlichung: radiokot.ru
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